تاریخچه :
الیاف طبیعی از زمان ماقبل تاریخ در اطراف انسان ها بوده اند. الیاف ابریشم طبیعی برای زمان طولانی به عنوان یك كالای گران بها بود.
به
هر حال، این مسئله ادامه داشت تا در سال 1880 مردی فرانسوی به نام كنت
هیلر دِ چاردونت (count hilaire de chrdonnet ) موفق شد با تقلید از كرم
ابریشم ، ابریشم مصنوعی را از مغز ساقه ی درخت توت تولید كند.این الیاف
رایون ( rayon ) نامیده شدند. البته رایون ابریشم واقعی نبود اما حالت
ابریشم طبیعی راداشت. این مسئله باعث شددوره ی تولیدالیاف سلولزی طبیعی
مانندرایون واستات ( acetate ) شروع شود. بعد از آن در وسط دهه ی 1920
الیاف مصنوعی ظهور كردند. پیشرفت بزرگ زمانی حاصل شد كه كاروترز (

پلیمریزاسیون تراكمی منجر به تولید پلیمر های متنوعی از جمله پلی آمید ها (

شد. این مسئله بنظر می رسد كه عصر مدرن الیاف تولید شده بوسیله ی بشر از
كشف نایلون ( nylon ) در دهه ی 1930 شروع شد.
نام دو شیمیدان، یكی
آمریكایی بانام والاس كاروتر ( wallace carothers ) ودیگری آلمانی بانام
پائول اسچلاك ( paul schlack ) در كنار كارهای مقدماتی كه منجر به كشف فیبر
نایلون شده است، آمده است. كارخانه ی دوپون ( Dupont co ) تولید فیبر
نایلون را در سال 1939 شروع كرد كه این مسئله را می توان به عنوان دوره ی
آغازین تولید الیاف مصنوعی در نظر گرفت. به هر حال جنگ جهانی دوم باعث
گسیخته شدن پیشرفت در زمینه تولید الیاف مصنوعی شد. به زودی پس از جنگ
جهانی دوم تعدادی دیگری از الیاف مصنوعی مانند اكریلیك، پلی استر و... كشف
شد. و پیشرفت ها در جهت توسعه ی الیاف مصنوعی از سر گرفته شد. این مسئله در
طی ربع دوم قرن بیستم رخ داد كه در این دوره دانشمندان شروع به شناخت
ساختار داخلی برخی ازالیاف طبیعی كردند و به زودی پس از آن الیاف مصنوعی
بهبود یافته با الیاف طبیعی را تولید كردند. بیشتر این كارها برای
كاربردهای پوشاك واستفاده های شبیه به آن به مصرف می رسید بنابراین به وضوح
مشخص است كه اكثر اطلاعات بدست آمده در طی دهه ی 1940 و 1950 در مورد مواد
الیافی از اشخاصی بدست آمده كه در زمینه پوشاك مشغول بودند. به عبارت دیگر
اطلاعات از اشخاصی بدست می آمده كه در زمینه ی پارچه فعالیت می كردند به
موازات توسعه در زمینه الیاف آلی ( organic fibers ) در اواخر دهه ی 1930
ودر ابتدای دهه ی 1940، این مسئله كشف شد كه شیشه ها بر پایه ی سیلیكا (

( stiffness ) الیاف شیشه با سفتی شیشه ی بالك فرقی نمی كند. این مسئله به
خاطر این است كه شیشه یك ماده ی آمورف است. وبنابراین، پس از فرآیند كشش
در آن هیچگونه جهت گیری ترجیحی رخ نمی دهد. به هر حال سفتی شیشه در مقایسه
با اكثر پلیمر ها بسیار بالاتر است. وبنابراین فیبر شیشه ماده ی بسیار
مناسبیجهت تقویت مواد پلیمری است. ظهور فیبر شیشه را می توان به عنوان
مقدمه ای بر استفاده و ساخت قطعات غیر بافتنی به شمار آورد. البته سیم های
فلزی ( metal wires ) برای اهداف خاص ومتنوعی استفاده می شود مثلا سیم مسی
برای انتقال الكتریسیته و سیم تنگستن برای رشته های روشنایی استفاده می
شود. همچنین سیم ترموكوپل از آلیاژهای متنوعی ساخته می شود ( ترموكوپل
وسیله ای برای اندازه گیری دما می باشد ) سیم های تولیدی از فولاد و دیگر
آلیاژهای فلزی برای ساخت وسایل موسیقیائی مختلف مانند پیانو، ویولون و...
استفاده می شود. در ربع آخر قرن بیستم كارهای زیادی در زمینه ی تولید الیاف
با مدول بالا ( high modulus fibers ) انجام شد. تولید الیاف با مدول بالا
هم از مواد آلی وهم معدنی صورت گرفت. در دهه ی 1950 این مسئله كشف شد كه
پیوند كربن-كربن در زنجیره ی اصلی پلیمرها، پیوندی قوی است. واگر بتوانیم
پلیمر را به گونه ای قرار دهیم كه جهت دهی در سمت زنجیره ی اصلی پلیمر باشد
می توانیم الیاف آلی با مدول بالا تولید كنیم. پس تلاش ها در این زمینه
آغاز شد و در ابتدا تنها بوسیله ی افزایش سرعت كشش وتنیدن الیاف آلی این
مسئله تحقق یافت. و نتیجه ی این كار بهبود سفتی الیاف بود. اما بازهم این
سفتی به حد سفتی الیاف شیشه نمی رسید. برای مثال مدول یانگ ( مدول كششی )
در این الیاف ودر جهت فیبر می توانست به 70 گیگا پاسگال برسد. به هرحال پس
از زمان محققین فهمیدند كه علاوه بر جهت گیری، گسترش زنجیره ی ملكولی نیز
نیاز است. این جهت گیری وگسترش زنجیره ی ملكولی باعث می گردد تا از پتانسیل
پیوند كربن-كربن به حد كمال استفاده شود. آرامیدها والیاف پلی اتیلن با
وزن ملكولی بسیار بالا ( polyetelen ultru-high weight ) كه دارای مدول
یانكی برابر 100 گیگا پاسكال هستند، دارای جهت گیری ومناسب وساختار زنجیره ی
گسترش یافته اند. در ربع آخر قرن بیستم همچنین كارهای بسیار زیادی در
زمینه ی الیاف سرامیكی دارای دانسیته پایین، سفتی بالا واستحكام بالا انجام
شد. مسئله ی مهم تر در مورد این الیاف این است كه این الیاف خواص خود را
در دمای بالا حفظ می كنند ( در دمای 1000درجه و بالاتر ). مثال هایی از این
الیاف سرامیكی عبارتند از: الیاف بور ( boron fiber )، الیاف كربن (


برخی از این الیاف بسیار گران بها هستند
وبوسیله ی تكنیك های پیشرفته ابداعی برپایه ی سل ژل و استفاده از پیش ماده
های پلیمری تولید می شود.( برای مثال الیاف آلومینا ، سیلیكون كاربید و...
از جمله ی این الیاف گران بها هستند).
این پیشرفت های بسیار خاص باعث باز شدن مبحث بسیار جدیدی در زمینه ی مواد الیافی شدند. این الیاف دارای خواص خاصی از جمله ی:
1) سفتی الاستیك بالا
2) استحكام بالا
3) دانسیته پایین
4) قابلیت تحمل در دماهای بسیار بالا carothers ) فرآیند پلیمریزاسیون تراكمی را كشف كرد. كشف فرآیند polyamids )، پلی استرها ( polyesters ) وپلی یوریتان ها ( polyurethanes ) silica-based glass ) را می توان به الیاف با استحكام بالا تبدیل كرد. سفتی carbon fiber ) الیاف آلومینا ( alumina fiber )، الیاف سیلیكون كاربید ( silicon carbide fiber ) و...